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一、选择题
1.下列四幅图是交流电的图象,其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是( )
[答案] C
[解析] 我国居民日常生活所用的是正弦式交流电,其电压的有效值是220V,最大值为311V,周期为0.02s,所以只有C正确.
2.如下图中各图面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动,能产生正弦交变电动势e=BSωsinωt的图是( )
[答案] AC
[解析] 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动,产生的正弦交变电动势为e=BSωsinωt,由这一原则判断,A图和C图中感应电动势均为e=BSωsinωt;B图中的转动轴不在线圈所在平面内;D图转动轴与磁场方向平行,而不是垂直.
3.(2011·盐城模拟)
阻值为1Ω的电阻上通一交变电流,其i-t关系如图,则在0~1s内电阻上产生的热量为( )
A.1J B.1.5J C.2J D.2.8J
[答案] D
[解析] 0~1s内产生的热量为Q=(12×1×0.4+22×1×0.6)J=2.8J,故选D.
4.(2011·南昌模拟)
如图所示,矩形线圈abcd放在匀强磁场中,边ad在轴OO′上,若线圈绕轴匀速转动,产生的交流电动势e=Emsinωt,如果将其转速增加一倍,其他条件保持不变,则电动势的表达式为( )
A.e=2Emsinωt B.e=2Emsin2ωtC.e=Emsinωt D.e=Emsin2ωt
[答案] B
[解析] 设原来转速为n,则角速度ω=2πn,感应电动势的峰值Em=NBSω
当转速增加一倍,即为2n时,其角速度
ω′=2π×2n=2ω
此时,感应电动势的峰值E′m=NBS·2ω=2Em,可见,此时电动势e=Em′sinω′t=2Emsin2ωt,故选项B正确.
5.(2011·深圳模拟)
如图所示的交流电u=311sin(314t+π/6)V,接在阻值220Ω的电阻两端,则( )
A.电压表的读数为311V
B.电流表的读数为1.41A
C.该交流电的频率为50Hz
D.2s内电阻产生的热量是440J
[答案] CD
[解析] 本题考查交流电的瞬时表达式、最大值、有效值.由u=Umsin(ωt+φ)可知:最大值是311V,频率是50Hz,故有效值是220V,电压表、电流表的读数、计算电功率,用的都是有效值,电压表的读数为220V,电流表的读数为1A,故AB错误.
6.(2011·南京模拟)
电阻为1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴,在匀强磁场中匀速转动,产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示.现把交流电加在电阻为9Ω电热丝上,下列判断正确的是( )
A.线圈转动的角速度ω=100rad/s
B.在t=0.01s时刻,穿过线圈的磁通量为零
C.电热丝两端的电压UR=100V
D.电热丝的发热功率P=1800W
[答案] BD
[解析] 由图可以看出该交变电流的周期T=0.02s,则角速度ω==100π rad/s,A错.t=0.01s时刻,电压达到最大,则此时磁通量变化率最大,磁通量为零,B正确.电热丝两端电压为路端电压UR=U=×V=90V,则C错.电热丝的发热功率P==W=1800W,则D正确.
7.
(2011·合肥模拟)实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型,正方形线圈在水平匀强磁场中,绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动,今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表,并让线圈每秒转25圈,读出电压表的示数为10V.已知R=10Ω,线圈电阻忽略不计,下列说法正确的是( )
A.线圈位于图中位置时,线圈中的瞬时电流为零
B.从中性面开始计时,线圈中电流瞬时值表达式为i=sin50πt(A)
C.流过电阻R的电流每秒钟方向改变50次
D.电阻R上的热功率等于20W
[答案] BC
[解析] 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生的是交流电.线圈位于图中位置时,穿过线圈的磁通量虽然为零,但磁通量的变化率最大,线圈中的瞬时电流最大,选项A错误;线圈转一圈,两次经过中性面,线圈每经过一次中性面,电流方向改变一次,每秒转25圈,电流方向改变50次,选项C正确;由题意可知,f=25Hz,ω=50π rad/s,电压表的示数是有效值,交流电最大值Em=10V,Im=A,故选项B正确;电阻R上消耗的热功率PR==10W,选项D错误.
8.
(2011·汕头模拟)如图所示,电阻为r的矩形线圈面积为S,在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动.匀强磁场的磁感应强度为B,t=0时刻线圈平面与磁场垂直,各电表均为理想交流电表,则( )
A.滑片P下滑时,电压表的读数不变
B.图示位置线圈中的感应电动势最大
C.线圈从图示位置
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